운영보조서비스

정의

운영보조서비스는 발전과 송전 이외에 계통을 받쳐 주는 필수 기능이다.

전력은 저장이 어려워 생산과 소비가 매 순간 맞아야 한다.

이 균형을 지키는 주파수 제어, 전압 제어, 운영예비력, 블랙스타트를 통틀어 말한다.

두 축의 제어

운영보조서비스는 크게 두 가지 제어로 나뉜다. 주파수 제어와 전압 제어다.

주파수는 유효전력 균형으로 정해지며, 우리나라 정격 주파수는 60Hz이다.

전압은 무효전력 균형으로 결정된다. 무효전력은 부하 가까이에서 공급해야 한다.

조정 절차

발전기 탈락이나 부하 급변이 생기면 발전과 부하의 균형이 깨진다.

먼저 관성과 조속기가 자동으로 반응해 주파수 하강을 늦춘다. 이것이 1차 조정이다.

이어서 AGC가 발전기별 출력 지령을 배분한다. 이것이 2차 조정이다.

부족분이 남으면 대기 발전기와 연계된 ESS 등 운영예비력을 투입한다.

주파수가 정상 범위로 돌아오면 예비력을 해제하고 경제급전으로 복귀한다.

운영예비력

운영예비력은 수요 변동이나 발전기 탈락에 대비해 남겨 두는 발전 여력이다.

회전예비력은 이미 계통에 연결되어 있어 즉시 출력을 올릴 수 있다.

비회전예비력은 기동이 필요해 응답이 느리다. 두 가지를 구분해 써야 한다.

주파수와 비주파수

보조서비스는 크게 주파수 관련과 비주파수 관련 항목으로 나뉜다.

주파수 관련은 유효전력 균형을, 비주파수 관련은 무효전력 균형을 다룬다.

관성과 1차·2차 주파수 제어는 주파수 쪽이다. 두 분류를 섞지 않는 것이 핵심이다.

직접 풀어 보자.

계산 예제

가상의 예로 계통 수요 1,000MW에서 발전기 1기 200MW가 탈락한다고 하자.

필요 예비력은 탈락 용량 이상으로 잡는다. 여기서는 200MW다.

기준 용량 대비로는 20%이며, 대형 발전기 1기 규모와 같아 상식 범위에 있다.

핵심 정리

보조서비스는 발전과 송전 이외에 계통 신뢰도와 전력품질을 유지하는 서비스다.

주파수 관련과 비주파수 관련으로 나누고, 운영예비력은 회전과 비회전으로 구분한다.

블랙스타트는 외부 전원 없이 계통을 복구하는 기능이다.